(57)【要約】【課題】便座と電気便座本体とを完全に脱着できるとともに、便座の温度制御ができる電気便座を提供することを目的とする。【解決手段】便座側電気回路１２と本体側電気回路１８とを電気的に２線で接続するとともに、制御手段３０は、位相検出手段３１の出力と、電圧検出手段３２、３３の出力と、電圧調整手段２９によりあらかじめ初期調整された抵抗２８と本体側第二整流器２７の直列回路における接続点の電圧とに基づいてスイッチング素子２６の導通・非導通を制御するものであり、便座側電気回路１２と本体側電気回路１８とが電気的に開放状態になった場合には、開閉手段３２を開放するものである。これにより、電気配線数を減らし、便座と電気便座本体との脱着構成の実現性が向上し、便座の温度制御が可能で、また、感電を防止することもできる。【選択図】図２
2006141766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座に設けられる温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の電圧の位相を検出する位相検出手段と、前記商用交流電源の電圧の大きさを検出する電圧検出手段と、制御手段と、開閉手段を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記位相検出手段は、前記商用交流電源の電圧の位相を検出し、前記電圧検出手段は、前記商用交流電源の電圧の大きさを検出し、前記制御手段は、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路における接続点の電圧と、前記位相検出手段の出力と、前記電圧検出手段の出力とに基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御するとともに、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とを接続している電気的な線が開放状態になった場合には、前記開閉手段を開放する電気便座。
【請求項２】
開閉手段はリレーである請求項１に記載の電気便座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータで便座を暖める電気便座に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気便座は、ヒータを有する便座と電気便座本体とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。一般的には、便座には、ヒータのほか便座温度を検出するサーミスタが設けられ、電気便座本体には、サーミスタが検出する便座の温度に基づいてヒータを制御する本体側電気回路が設けられている。ヒータとサーミスタは、中継コネクタにより本体側電気回路と電気的に接続されている。そして、電気便座本体は電源コードを介して電源に接続されている。
【特許文献１】特開２０００−２１０２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、ヒータ用の配線が２本とサーミスタ用の配線が２本の合計４本の電気的な配線が必要となる。したがって、便座と電気便座本体を完全に脱着するにはその構成上、実現が難しいという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、便座と電気便座本体とを完全に脱着できるとともに、便座の温度制御ができる電気便座を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気便座は、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座に設けられる温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の電圧の位相を検出する位相検出手段と、前記商用交流電源の電圧の大きさを検出する電圧検出手段と、制御手段と、開閉手段を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記位相検出手段は、前記商用交流電源の電圧の位相を検出し、前記電圧検出手段は、前記商用交流電源の電圧の大きさを検出し、前記制御手段は、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路における接続点の電圧と、前記位相検出手段の出力と、前記電圧検出手段の出力とに基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御するとともに、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とを接続している電気的な線が開放状態になった場合には、前記開閉手段を開放するものである。
【０００６】
これによって、便座側電気回路と本体側電気回路とを電気的に２線で接続するので、４線で接続する場合に比べて電気配線数を減らすことができ、便座を完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、制御手段は、抵抗と本体側第二整流器の直列回路における接続点の電圧と、位相検出手段の出力と、電圧検出手段の出力とに基づいてスイッチング素子の導通・非導通を制御するので、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、便座の温度制御を行うことができる。また、便座側電気回路と本体側電気回路とを接続している電気的な線が開放状態になった場合には、開閉手段を開放するので、便座を完全に脱着する構成を実現した場合、便座を取り外した状態で、仮に、使用者が電気的な接続部に触れることが可能な構成であったとしても感電を防止することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気便座は、便座側電気回路と本体側電気回路との電気配線数を減らし機構的に便座を脱着する構成の実現性を向上することができとともに、便座の温度制御ができ、さらに、便座を取り外した状態で、使用者が電気的な接続部に触れても感電を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、便座と、電気便座本体と、商用交流電源とを備え、前記便座は、便座ケースと、前記便座ケースに設けられるヒータと、前記便座に設けられる温度検出手段と、便座側電気回路とを有し、前記電気便座本体は、本体ケースと、本体側電気回路とを有し、前記便座側電気回路は、前記ヒータと、便座側第一整流器と、前記温度検出手段と、便座側第二整流器を有し、前記本体側電気回路は、スイッチング素子と、本体側第一整流器と、抵抗と、本体側第二整流器と、前記商用交流電源の電圧の位相を検出する位相検出手段と、前記商用交流電源の電圧の大きさを検出する電圧検出手段と、制御手段と、開閉手段を有し、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とは、電気的に２線で接続され、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路と前記商用交流電源とにより構成される電気回路は、前記商用交流電源の一端に一端が接続される前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路の他端と前記商用交流電源の他端との間に接続される前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路と、前記ヒータと前記便座側第一整流器の直列回路に並列接続される前記温度検出手段と前記便座側第二整流器の直列回路と、前記スイッチング素子と前記本体側第一整流器の直列回路には前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路が並列接続され、前記商用交流電源の一方の半周期期間は、前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器が導通し前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器は非導通となるように接続され、前記商用交流電源の他方の半周期期間は、前記便座側第二整流器と前記本体側第二整流器が導通し前記便座側第一整流器と前記本体側第一整流器は非導通となるように接続され、前記位相検出手段は、前記商用交流電源の電圧の位相を検出し、前記電圧検出手段は、前記商用交流電源の電圧の大きさを検出し、前記制御手段は、前記抵抗と前記本体側第二整流器の直列回路における接続点の電圧と、前記位相検出手段の出力と、前記電圧検出手段の出力とに基づいて前記スイッチング素子の導通・非導通を制御するとともに、前記便座側電気回路と前記本体側電気回路とを接続している電気的な線が開放状態になった場合には、前記開閉手段を開放する電気便座とすることにより、便座側電気回路と本体側電気回路とを電気的に２線で接続するので、４線で接続する場合に比べて電気配線数を減らすことができ、便座を完全に脱着する構成の実現性を向上することができるとともに、制御手段は、抵抗と本体側第二整流器の直列回路における接続点の電圧と、位相検出手段の出力と、電圧検出手段の出力とに基づいてスイッチング素子の導通・非導通を制御するので、便座と電気便座本体との電気配線が２本にもかかわらず、便座の温度制御を行うことができる。また、便座側電気回路と本体側電気回路とを接続している電気的な線が開放状態になった場合には、開閉手段を開放するので、便座を完全に脱着する構成を実現した場合、便座を取り外した状態で、仮に、使用者が電気的な接続部に触れることが可能な構成であったとしても感電を防止することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、開閉手段はリレーであることにより、簡易な構成で感電を防止することができる。
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における電気便座を示すものである。
【００１２】
図１に示すように、電気便座は、便座９と電気便座本体１０を備えている。便座９は、便座ケース１１で覆われ、便座ケース１１内には、便座側電気回路１２が設けられ、便座側電気回路１２には、ヒータ１３と、便座９の温度を検出する温度検出手段であるサーミスタ１４と、凸状のプラグ１５、１６とを有する。電気便座本体１０は、本体ケース１７で覆われ、本体ケース１７内には、本体側電気回路１８が設けられ、本体側電気回路１８には、プラグ１５、１６と接続される凹状のプラグ受け１９、２０と、電源コード２１とを有している。
【００１３】
図２は、電気便座の便座側電気回路１２と本体側電気回路１８と商用交流電源２２との電気接続を示す。便座側電気回路１２は、便座側第一整流器であるダイオード２３と、ヒータ１３と、便座側第二整流器であるダイオード２４と、サーミスタ１４などより構成されている。本体側電気回路１８は、本体側第一整流器であるダイオード２５と、スイッチング素子であるトライアック２６と、本体側第二整流器であるダイオード２７と、抵抗２８と、制御手段２９と、位相検出手段３０と、電圧検出手段３１と、開閉手段であるリレー３２と、電源部３３などより構成されている。そして、便座側電気回路１２と本体側電気回路１８とは、図１に示すプラグ１５、１６をプラグ受け１９、２０にそれぞれ挿入することにより、図２に示す電気配線３４と電気配線３５の２線で接続されており、本体側電気回路１８は、電源コード２１により商用交流電源２２に接続されている。
【００１４】
便座側電気回路１２と本体側電気回路１８と商用交流電源２２とにより構成される電気回路は、商用交流電源２２の一端ａに一端が接続されるヒータ１３とダイオード２３の直列回路と、ヒータ１３とダイオード２３の直列回路の他端と商用交流電源２２の他端ｂとの間に接続されるダイオード２５とトライアック２６の直列回路と、ヒータ１３とダイオード２３の直列回路に並列接続されるダイオード２４とサーミスタ１４の直列回路と、ダイオード２５とトライアック２６の直列回路にはダイオード２７と抵抗２８の直列回路が並列接続され、商用交流電源２２の一方の半周期期間は、ダイオード２３とダイオード２５が導通しダイオード２４とダイオード２７は非導通となる向きに接続され、商用交流電源２２の他方の半周期期間は、ダイオード２４とダイオード２７が導通しダイオード２３とダイオード２５は非導通となる向きに接続されている。また、商用交流電源２２の電圧は、位相検出手段３０と、電圧検出手段３１とに接続されており、位相検出手段３０の出力ｖｚｖｐと、電圧検出手段３１の出力Ｖｖと、抵抗２８とダイオード２７の直列回路における接続点ｃの電圧Ｖｃｄは、制御手段２９に入力され、制御手段２９の出力は、トライアック２６のゲート端子に入力されている。制御手段２９などを動作させるのに必要な電源は、電源部３３により供給されている。
【００１５】
以上のように構成された電気便座について、以下その動作、作用を説明する。
【００１６】
まず、商用交流電源２２の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間は、商用交流電源２２→抵抗２８→ダイオード２７→リレー３２→電気配線３４→サーミスタ１４→ダイオード２４→電気配線３５→リレー３２→商用交流電源２２の回路が構成されることになる。制御手段２９に入力されるｃ点のコモン電位ｄ点から見た電圧Ｖｃｄは、電源部３３の電圧をＶｃｃとし、抵抗２８の両端電圧を図２に示す向きにＶＲ１とすれば、Ｖｃｄ＝Ｖｃｃ−ＶＲ１と表されるが、ＶＲ１は、商用交流電源２２の電圧をＶｉｎ、抵抗２８の抵抗値をＲ１、サーミスタ１４抵抗値をＲ２とし、ダイオード２７の順方向電圧降下とダイオード２４の順方向電圧降下を無視すれば、ＶＲ１＝（Ｖｉｎ・Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）となるので、結局、Ｖｃｄ＝Ｖｃｃ−（（Ｖｉｎ・Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２））となる。サーミスタ１４は、便座９の温度変化に応じて抵抗値が変化するので、制御手段２９に入力されるＶｃｄは、上式より明らかなように、便座１の温度変化に応じて電圧の大きさが変化することになる。ただし、商用交流電源２２の電圧Ｖｉｎの大きさは、時間的に変化するので、Ｖｃｄも時間的に変化してしまうことになるため、制御手段２９は、Ｖｃｄを入力する時間的なタイミングを同じにしておく必要があるが、位相検出手段３０は、商用交流電源２２の両端の電圧を入力し、商用交流電源２２の両端電圧がゼロボルトになる付近の位相でパルス電圧ｖｚｖｐを出力するようになっているので、制御手段２９は、Ｖｃｄを入力するタイミングを、位相検出手段３０がｖｚｖｐを出力してから商用交流電源２２の周期ＴのＴ／４時間後に設定することにより、商用交流電源２２の最大電圧位相で、便座９の温度を検出できることになる。また、上式より明らかなように、Ｖｃｄの大きさは、サーミスタ１４の温度以外に、Ｖｉｎの大きさにも依存するが、Ｖｉｎの大きさが、電源事情により、定格電圧より増加したり、減少したり、変動した場合には、電圧検出手段３１が、商用交流電源２２の両端電圧を入力して、商用交流電源２２の電圧に比例した直流電圧Ｖｖを出力し、制御手段２９は、Ｖｖの大きさよりＶｉｎの大きさの変動を検出できるで、Ｖｃｄの大きさから検出する便座９の温度情報を、Ｖｖに応じて補正することで、例え、Ｖｉｎが変動した場合でも便座９の温度を正確に検出することができる。
【００１７】
この様に、図２に示す回路は、商用交流電源２２の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間は、便座９の温度を正確に検出する機能を有するものである。
【００１８】
次に、商用交流電源２２の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より低くなる位相の半周期期間は、商用交流電源２２→リレー３２→電気配線３５→ヒータ１３→ダイオード２３→電気配線３４→リレー３２→ダイオード２５→トライアック２６→商用交流電源２２の回路が構成されることになり、制御手段２９は、商用交流電源２２の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間に検出した便座９の温度に基づいて、トライアック２６のゲート端子を駆動・停止することで、トライアック２６の導通・非道通を制御し、ヒータ１３への給電を制御して、便座９の温度制御を行う。この様に、制御手段２９は、商用交流電源２２の電圧の位相において、ｂ点の電位がａ点の電位より高くなる位相の半周期期間に検出した便座９の温度と、あらかじめ設定されている目標温度とを比較し、便座９の温度が目標温度になるようにトライアック２６を駆動して、ヒータ１３の給電を制御する。
【００１９】
次に、便座９が電気便座本体１０より取り外された場合の動作を説明する。便座９が取り外されると、Ｖｃｄは、Ｖｃｃになり、制御手段２９は、Ｖｃｄ＝Ｖｃｃの時、便座９が取り外されたと判断し、リレー３２をオフする。従って、使用者が電気的な接続部に触れることが可能な構成であったとしても感電を防止することができる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては、便座９の便座側電気回路１２と電気便座本体１０の本体側電気回路１８を電気配線と電気配線の２線で接続しているにもかかわらず、便座９の温度情報を伝達し、同時に、ヒータ１３の電力を供給するので、本実施の形態で示した様な、便座９と電気便座本体１０を完全に脱着できる構成を容易に実現できるものである。また、便座側電気回路と本体側電気回路とを接続している電気的な線が開放状態になった場合には、開閉手段を開放するので、便座を完全に脱着する構成を実現した場合、便座を取り外した状態で、仮に、使用者が電気的な接続部に触れることが可能な構成であったとしても感電を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上のように、本発明にかかる電気便座は、便座側電気回路と本体側電気回路との電気配線数を減らし機構的に便座を脱着する構成の実現性を向上することができとともに、便座の温度制御ができ、さらに、便座を取り外した状態で、使用者が電気的な接続部に触れても感電を防止することができるので、電気便座、温水洗浄便座等以外にもヒータで温度制御する機器の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態における電気便座の斜視図
【図２】本発明の実施の形態における電気便座の主要回路構成図
【符号の説明】
【００２３】
９  便座
１０  電気便座本体
１１  便座ケース
１２  便座側電気回路
１３  ヒータ
１４  サーミスタ（温度検出手段）
１７  本体ケース
１８  本体側電気回路
２２  商用交流電源
２３  ダイオード（便座側第一整流器）
２４  ダイオード（便座側第二整流器）
２５  ダイオード（本体側第一整流器）
２６  トライアック（スイッチング素子）
２７  ダイオード（本体側第二整流器）
２８  抵抗
２９  制御手段
３０  位相検出手段
３１  電圧検出手段
３２  リレー（開閉手段）
【図１】
2006141766.tif 000003
【図２】
2006141766.tif 000004